(57)【要約】【課題】従来の車両用灯具では、カットオフラインを有するメイン配光パターンと集光タイプのサブ配光パターンとを得ることができない。【解決手段】楕円を基調とするメイン反射面４と、このメイン反射面４の第１焦点Ｆ１１もしくはその近傍に位置する半導体型光源６と、メイン反射面４の第２焦点Ｆ１２もしくはその近傍に位置するシェード５と、メイン反射面４側に設けられている第１サブ反射面８と、シェード５側に設けられている第２サブ反射面９と、投影レンズ７と、を備える。この結果、カットオフラインＣＬを有するメイン配光パターンＭＰと集光タイプのサブ配光パターンＳＰ１、ＳＰ２とを得ることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源として半導体型光源を使用するプロジェクタタイプの車両用灯具において、
楕円を基調とするメイン反射面と、
発光部が前記メイン反射面の第１焦点もしくはその近傍に位置するように配置されている前記半導体型光源と、
前記メイン反射面の第２焦点もしくはその近傍に配置されており、前記半導体型光源から放射されて前記メイン反射面で反射された反射光の一部をカットオフして残りの反射光でカットオフラインを有するメイン配光パターンを形成するシェードと、
前記所定のメイン配光パターンを前方に投影する投影レンズと、
前記メイン反射面側に設けられており、前記半導体型光源からの光のうち前記メイン反射面に入射しない光を所定の方向に反射させる第１サブ反射面と、
前記シェード側に設けられており、前記第１サブ反射面からの反射光を前記投影レンズ側に反射させて集光タイプのサブ配光パターンを形成する第２サブ反射面と、
を備える、
ことを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記第１サブ反射面は、楕円を基調とする反射面であって、
前記第１サブ反射面の第１焦点は、前記メイン反射面の第１焦点もしくはその近傍に位置し、
前記第１サブ反射面の第２焦点は、前記投影レンズと前記投影レンズの前側焦点との間に位置する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記メイン反射面、前記半導体型光源、前記シェード、前記第１サブ反射面、および、前記第２サブ反射面は、前記投影レンズの正面視の範囲内に配置されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光源としてたとえばＬＥＤなどの半導体型光源を使用するプロジェクタタイプの車両用灯具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の車両用灯具は、従来からある（たとえば、特許文献１）。以下、この車両用灯具について説明する。従来の車両用灯具は、楕円を基調とするメイン反射面と、このメイン反射面の第１焦点に配置されているＬＥＤと、メイン反射面側に設けられている第１サブ反射面と、ＬＥＤ側に設けられている第２サブ反射面と、メイン反射面からの反射光をメイン配光パターンとしてまた第１サブ反射面および第２サブ反射面からの反射光をサブ配光パターンとして前方に投影する投影レンズと、を備えるものである。以下、従来の車両用灯具の作用について説明する。ＬＥＤを点灯発光させると、このＬＥＤからの光がメイン反射面で反射され、このメイン反射面で反射された反射光の全部がハイビームのメイン配光パターンとして、また、ＬＥＤからの光が第１サブ反射面および第２サブ反射面で反射され、この第１サブ反射面および第２サブ反射面で反射された反射光が左右上下に拡散されたサブ配光パターンとして、それぞれ投影レンズから前方に投影されて路面などを照明する。
【０００３】
ところが、従来の車両用灯具は、ハイビームのメイン配光パターンと左右上下に拡散されたサブ配光パターンとが得られるものである。カットオフラインを有するメイン配光パターンと集光タイプのサブ配光パターンとを得ることができないという課題がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１７５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明が解決しようとする問題点は、従来の車両用灯具では、カットオフラインを有するメイン配光パターンと集光タイプのサブ配光パターンとを得ることができないという点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明（請求項１にかかる発明）は、楕円を基調とするメイン反射面と、このメイン反射面の第１焦点もしくはその近傍に位置する半導体型光源と、メイン反射面の第２焦点もしくはその近傍に位置するシェードと、メイン反射面側に設けられている第１サブ反射面と、シェード側に設けられている第２サブ反射面と、投影レンズと、を備える、ことを特徴とする。
【０００７】
この発明（請求項２にかかる発明）は、第１サブ反射面は、楕円を基調とする反射面であって、この第１サブ反射面の第１焦点がメイン反射面の第１焦点もしくはその近傍に位置し、第１サブ反射面の第２焦点が投影レンズと投影レンズの前側焦点との間に位置する、ことを特徴とする。
【０００８】
この発明（請求項３にかかる発明）は、メイン反射面、半導体型光源、シェード、第１サブ反射面、および、第２サブ反射面が投影レンズの正面視の範囲内に配置されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、シェードにより、メイン反射面からの反射光の一部をカットオフして残りの反射光でカットオフラインを有するメイン配光パターンが形成され、また、第１サブ反射面により、半導体型光源からの光のうちメイン反射面に入射しない光が第２サブ反射面側に反射され、さらに、第２サブ反射面により、第１サブ反射面からの反射光で集光タイプのサブ配光パターンが形成され、投影レンズにより、カットオフラインを有するメイン配光パターンと集光タイプのサブ配光パターンとが前方に投影されて路面などを照明する。このように、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、カットオフラインを有するメイン配光パターンと集光タイプのサブ配光パターンとを得ることができる。しかも、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、第１サブ反射面および第２サブ反射面により、半導体型光源からの光のうちメイン反射面に入射しない光、すなわち、有効に利用されていない光（無効光）を、集光タイプのサブ配光パターンとして有効に利用することができる。
【００１０】
この発明（請求項２にかかる発明）の車両用灯具は、楕円を基調とする第１サブ反射面の第１焦点を半導体型光源に位置させかつ第２焦点を投影レンズと投影レンズの前側焦点との間に位置させることにより、半導体型光源からの無効光を確実に捕らえて有効に利用することができる。
【００１１】
この発明（請求項３にかかる発明）の車両用灯具は、メイン反射面、半導体型光源、シェード、第１サブ反射面、および、第２サブ反射面が投影レンズの正面視の範囲内に配置されているので、第１サブ反射面および第２サブ反射面を新たに設けても、灯具全体が大型化することがなくコンパクトにまとめることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、この発明にかかる車両用灯具の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。図面において、符号「Ｖ−Ｖ」は、スクリーンの上下の垂直線を示す。符号「Ｈ−Ｈ」は、スクリーンの左右の水平線を示す。
【実施例】
【００１３】
以下、この実施例における車両用灯具の構成について説明する。図１および図２において、符号１は、この実施例における車両用灯具ある。前記車両用灯具１は、プロジェクタタイプであって、ユニット構造をなす。前記車両用灯具１は、上側リフレクタ２および下側リフレクタ３と、メインメイン反射面４およびシェード５と、半導体型光源６と、投影レンズ（凸レンズ、集光レンズ）７と、第１サブ反射面８および第２サブ反射面９と、から構成されている。
【００１４】
前記上側リフレクタ２および前記下側リフレクタ３は、光不透過性の樹脂部材などから構成されており、ハウジングやホルダなどの保持部材と兼用である。また、前記上側リフレクタ２および前記下側リフレクタ３は、水平軸において、上下に２分割してなるものである。前記上側リフレクタ２と前記下側リフレクタ３とは、図示しない固定手段（たとえば、ボルトナット、スクリュー、加締め、クリップなど）により、一体に固定されている。
【００１５】
前記上側リフレクタ２は、前側の部分が半円形に開口し、前側の部分から中央部分（上側の部分）を経て後側の部分までがほぼ半回転楕円状に閉塞している。前記上側リフレクタ２の中央部分のうちほぼ後半分から後側の部分までの閉塞部の内面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて前記メイン反射面４が一体に設けられている。また、前記上側リフレクタ２の中央部分のうちほぼ前半分から前側の部分までの閉塞部の内面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて前記第１サブ反射面８が設けられている。図１において、前記上側リフレクタ２における二点鎖線は、前記メイン反射面４と前記第１サブ反射面８との境界を示す。
【００１６】
前記下側リフレクタ３は、前側の部分が斜め前下に傾斜し、前側の部分から中央部分（下側の部分）のほぼ前半分までが水平に閉塞し、中央部分のほぼ後半分から後側の部分までが開口している。前記下側リフレクタ３の中央部分には、前記シェード５が一体に設けられている。前記シェード５は、水平板部から構成されている。なお、前記下側リフレクタ３の内面、たとえば、前記シェード５の水平板部の上面に反射面を設けてもよい。また、前記下側リフレクタ３の前側の部分のほぼ傾斜垂直板部の前面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて前記第２サブ反射面９が設けられている。図１において、前記下側リフレクタ３における二点鎖線は、前記シェード５と前記第２サブ反射面９との境界を示す。
【００１７】
前記メイン反射面４は、楕円を基調とした反射面、たとえば、回転楕円面や楕円を基本とした自由曲面などの反射面からなる。この結果、前記メイン反射面４は、第１焦点Ｆ１１および第２焦点Ｆ１２と、前記第１焦点Ｆ１１と前記第２焦点Ｆ１２とを結ぶ光軸Ｚ−Ｚとを有する。前記第２焦点Ｆ１２は、上（平面）から見て両端が前記投影レンズ７側に位置し中央が前記投影レンズ７と反対側に位置するような湾曲した焦線からなる。
【００１８】
前記第１サブ反射面８は、楕円を基調とした反射面、たとえば、回転楕円面や楕円を基本とした自由曲面などの反射面からなる。この結果、前記第１サブ反射面８は、第１焦点Ｆ２１および第２焦点Ｆ２２と、前記第１焦点Ｆ２１と前記第２焦点Ｆ２２とを結ぶ光軸（図示せず）とを有する。前記第１焦点Ｆ２１は、前記メイン反射面４の第１焦点Ｆ１１もしくはその近傍に位置する。また、前記第２焦点Ｆ２２は、前記投影レンズ７と前記投影レンズ７の前側焦点（前記半導体型光源６側の焦点であって、前記メイン反射面４の第２焦点Ｆ１２もしくはその近傍）との間であって、前記メイン反射面４の光軸Ｚ−Ｚよりも下方に位置する。前記第１サブ反射面８は、半導体型光源からの光のうちメイン反射面に入射しない光、すなわち、有効に利用されていない光（無効光）Ｌ３を、前記第２サブ反射面９側に反射させるものである。
【００１９】
前記第２サブ反射面９は、水平断面（横断面）が前記投影レンズ７のメリジオナル像面に沿う曲線をなし、かつ、垂直断面（縦断面）が曲線をなすものである。前記第２サブ反射面９は、前記第１サブ反射面８からの反射光を集光して前記投影レンズ７側に反射させるものである。前記第１サブ反射面８および前記第２サブ反射面９により、集光タイプの配光パターンＳＰ１、ＳＰ２が形成される。
【００２０】
前記シェード５は、カットオフラインＣＬを有する配光パターンこの例ではすれ違い用の配光パターンＭＰを形成する。また、前記シェード５の水平板部と前記第２サブ反射面９の傾斜垂直板部との角部は、すれ違い用の配光パターンＭＰのカットオフラインＣＬ（図３、図４参照）を形成するエッジ１０である。前記エッジ１０は、前記メイン反射面４の前記第２焦点Ｆ１２もしくはその近傍に位置する。また、前記エッジ１０は、前記メイン反射面４の光軸Ｚ−Ｚ上に位置する。前記エッジ１０は、図２に示すように、前記メイン反射面４の第２焦点Ｆ１２に倣って、上（平面）から見て両端が前記投影レンズ７側に位置し中央が前記投影レンズ７と反対側に位置するような湾曲した形状をなす。
【００２１】
前記下側リフレクタ３の後側開口部には、前記半導体型光源６が配置されている。前記半導体型光源６は、たとえば、ＬＥＤ、ＥＬ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源（この実施例ではＬＥＤ）を使用する。前記半導体型光源６は、基板と、前記基板の一面に固定された微小な矩形形状（正方形形状）の光源チップ（半導体チップ）の発光体と、前記発光体を覆う光透過部材と、から構成されている。前記半導体型光源６は、前記上側リフレクタ２および前記下側リフレクタ３に保持されている。前記半導体型光源６の前記発光体は、前記メイン反射面４の前記第１焦点Ｆ１１もしくはその近傍、または、前記第１サブ反射面８の第１焦点Ｆ２１もしくはその近傍に位置する。
【００２２】
前記上側リフレクタ２の前側半円形開口の縁部（図示せず）および前記下側リフレクタ３の前側半円形開口の縁部（図示せず）には、前記投影レンズ７が保持されている。前記投影レンズ７は、たとえば、樹脂製であって、非球面レンズの凸レンズである。前記投影レンズ７の前方側（外部側）は、曲率が大きい（曲率半径が小さい）凸非球面をなし、一方、前記投影レンズ７の後方側（前記半導体型光源６側）は、曲率が小さい（曲率半径が大きい）凸非球面をなす。このような投影レンズ７を使用することにより、前記投影レンズ７の焦点距離が小さくなるので、その分、この実施例における車両用灯具１の前記投影レンズ７の光軸Ｚ−Ｚ方向の寸法がコンパクトとなる。なお、前記投影レンズ７の後方側は、平非球面をなすものであってもよい。前記投影レンズ７は、前側焦点および後側焦点（外部側の焦点）と、前記前側焦点と前記後側焦点とを結ぶ光軸Ｚ−Ｚとを有する。前記メイン反射面４の光軸Ｚ−Ｚと前記投影レンズ７の光軸Ｚ−Ｚとは、ほぼ一致する。
【００２３】
この実施例における車両用灯具１は、たとえば、自動車用前照灯のランプハウジングおよびランプレンズ（たとえば、素通しのアウターレンズなど）により区画されている灯室内に、たとえば光軸調整機構を介して複数個配置されている。
【００２４】
この実施例における車両用灯具１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。
【００２５】
まず、車両用灯具１の半導体型光源６の発光体を点灯発光させる。すると、半導体型光源６の発光体から光Ｌ１、Ｌ３が放射される。この光の一部Ｌ１は、メイン反射面４で反射され、この反射光Ｌ２がメイン反射面４の第２焦点Ｆ１２に集中する。第２焦点Ｆ１２に集中する反射光Ｌ２の一部は、シェード５によりカットオフされる。一方、残りの反射光Ｌ２でカットオフラインＣＬを有するすれ違い用の配光パターンＭＰが形成される。このカットオフラインＣＬを有するすれ違い用の配光パターンＭＰが投影レンズ７から前方に投影されて路面などを照明する。
【００２６】
半導体型光源６の発光体から光のうち、通常メイン反射面４に入射しない光、すなわち、有効に利用されていない光（無効光）Ｌ３は、第１サブ反射面８に入射して第２サブ反射面９側に反射する。この反射光Ｌ４は、第１サブ反射面８の第２焦点Ｆ２２に集中しながら第２サブ反射面９に入射して、集光タイプの配光パターンＳＰ１、ＳＰ２として形成されて投影レンズ７側に反射する。この、集光タイプの配光パターンＳＰ１、ＳＰ２は、投影レンズ７から前方に投影されてオーバーヘッドサイン（図３参照）や路面（図４参照）などを照明する。
【００２７】
この実施例における車両用灯具１は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。
【００２８】
この実施例にかかる車両用灯具１は、シェード５により、メイン反射面４からの反射光Ｌ２の一部をカットオフして残りの反射光Ｌ２で上縁にカットオフラインＣＬを有するメイン配光パターンとしてのすれ違い用の配光パターンＭＰが形成され、また、第１サブ反射面８により、半導体型光源６からの光のうちメイン反射面４に入射しない光Ｌ３が第２サブ反射面９側に反射され、さらに、第２サブ反射面９により、第１サブ反射面８からの反射光Ｌ４で集光タイプのサブ配光パターンＳＰ１、ＳＰ２が形成され、投影レンズ７により、カットオフラインＣＬを有するメイン配光パターンＭＰと集光タイプのサブ配光パターンＳＰ１、ＳＰ２とが前方に投影されてオーバーヘッドサインや路面などを照明する。このように、この実施例にかかる車両用灯具１は、カットオフラインＣＬを有するメイン配光パターンＭＰと集光タイプのサブ配光パターンＳＰ１、ＳＰ２とを得ることができる。
【００２９】
また、この実施例にかかる車両用灯具１は、第１サブ反射面８および第２サブ反射面９により、半導体型光源６からの光のうちメイン反射面４に入射しない光、すなわち、有効に利用されていない光（無効光）Ｌ３を、集光タイプのサブ配光パターンＳＰ１、ＳＰ２として有効に利用することができる。しかも、前記の無効光Ｌ３は、第１サブ反射面８で反射されないと、図１中の点線矢印に示すように、グレアとなる虞がある。ところが、この実施例にかかる車両用灯具１は、グレアとなる虞がある無効光Ｌ３を有効に利用することができるものである。
【００３０】
さらに、この実施例にかかる車両用灯具１は、第１サブ反射面８をメイン反射面４の上側リフレクタ２に一体に設け、第２サブ反射面９をシェード５の下側リフレクタ３に一体に設けたので、第１サブ反射面８および第２サブ反射面９を既存の部品２、３に一体に設けたので、部品点数が既存のままであって、製造コストを安価に維持することができる。
【００３１】
特に、この実施例にかかる車両用灯具１は、楕円を基調とする第１サブ反射面８の第１焦点Ｆ２１を半導体型光源６もしくはその近傍（すなわち、メイン反射面４の第１焦点Ｆ１１もしくはその近傍）に位置させ、かつ、第２焦点Ｆ２２を投影レンズ７とこの投影レンズ７の前側焦点（すなわち、メイン反射面４の第２焦点Ｆ１２もしくはその近傍）との間であって、メイン反射面４の光軸Ｚ−Ｚよりも下方に位置させているので、半導体型光源６からの無効光Ｌ３を確実に捕らえて有効に利用することができる。
【００３２】
また、この実施例にかかる車両用灯具１は、第２サブ反射面９の水平断面が投影レンズ７のメリジオナル像面に沿う曲線をなし、かつ、垂直断面が曲線をなすものであるから、第２サブ反射面９が第１サブ反射面８からの反射光Ｌ４を確実に集光して投影レンズ７側に反射させることができる。しかも、この第２サブ反射面９で第１サブ反射面８からの反射光Ｌ４を上側に向けて反射させることにより、図３に示すように、サブ配光パターンとしての集光タイプのサブ配光パターンＳＰ１がメイン配光パターンとしてのすれ違い用の配光パターンＭＰの上縁のカットオフラインＣＬよりも上に位置する。この結果、この実施例にかかる車両用灯具１は、オーバーヘッドサイン（頭上道路標識）を確実に照明することができる。一方、この第２サブ反射面９で第１サブ反射面８からの反射光Ｌ４をやや下側に向けて反射させることにより、図４に示すように、サブ配光パターンとしての集光タイプのサブ配光パターンＳＰ２がメイン配光パターンとしてのすれ違い用の配光パターンＭＰの上縁のカットオフラインＣＬの下に位置する。この結果、この実施例にかかる車両用灯具１は、すれ違い用の配光パターンＭＰのほぼ中央部に高光度帯が形成されて道路の遠方を確実に照明することができる。
【００３３】
さらに、この実施例にかかる車両用灯具１は、上側リフレクタ２、下側リフレクタ３、メイン反射面４、半導体型光源６、シェード５、第１サブ反射面８、および、第２サブ反射面９が投影レンズ７の正面視の範囲内に配置されているので、第１サブ反射面８および第２サブ反射面９を新たに設けても、灯具全体が大型化することがなくコンパクトにまとめることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明にかかる車両用灯具の実施例を示す要部の縦断面図である。
【図２】同じく、車両用灯具の要部を示す概略斜視図である。
【図３】同じく、カットオフラインを有するすれ違い用の配光パターンとオーバーヘッドサイン照明用の集光タイプのサブ配光パターンとを示す説明図である。
【図４】同じく、カットオフラインを有するすれ違い用の配光パターンと遠方照明用の集光タイプのサブ配光パターンとを示す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  車両用灯具
２  上側リフレクタ
３  下側リフレクタ
４  反射面
５  シェード
６  半導体型光源（ＬＥＤ）
７  投影レンズ
８  第１サブ反射面
９  第２サブ反射面
１０  エッジ
Ｈ−Ｈ  左右の水平線
Ｖ−Ｖ  上下の垂直線
Ｆ１１  メイン反射面の第１焦点
Ｆ１２  メイン反射面の第２焦点
Ｆ２１  第１サブ反射面の第１焦点
Ｆ２２  第１サブ反射面の第２焦点
Ｚ−Ｚ  反射面の光軸
ＣＬ  カットライン
ＭＰ  すれ違い用の配光パターン（メイン配光パターン）
ＳＰ１、ＳＰ２  集光タイプのサブ配光パターン（サブ配光パターン）
Ｌ１  半導体型光源から放射される光
Ｌ２  メイン反射面で反射された反射光
Ｌ３  無効光
Ｌ４  第１サブ反射面で反射された反射光
【図１】
2006344521.tif 000003
【図２】
2006344521.tif 000004
【図３】
2006344521.tif 000005
【図４】
2006344521.tif 000006